一种基于拓扑分析的多尺度涡识别方法

本发明公开了一种基于拓扑分析的多尺度涡识别方法，旨在解决现有涡识别方法对单一尺度的依赖、适应性不足、泛化能力有限及可视化效果不佳等问题。本方法首先构建合并树获取流场的多尺度拓扑结构，基于极值点‑鞍点分支筛选候选涡区域，并结合标量准则进行多尺度涡提取，以避免传统方法对固定阈值的依赖。为适应非结构化网格数据，本方法通过邻接关系重构，增强其在复杂流动环境下的适用性和鲁棒性。此外，采用区域扩散算法识别涡区域，并结合表面提取与平滑处理优化可视化效果，使涡结构边界更加连续、自然。实验结果表明，本方法能够精准提取不同尺度的涡结构，在不同雷诺数的流场数据上均表现出良好的泛化能力，相较于传统方法在复杂流场和非结构化网格上具有更强的适应性。该方法可广泛应用于湍流研究、空气动力学优化、气象分析及工程流动问题，为流体力学研究提供了一种高效、鲁棒且精准的涡识别技术。